Tema 2.2 Modelo relacional v14profayadira.yolasite.com/resources/Tema 2.2 Modelo...1 Modelo...
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1 Modelo relacional Creado por Ted Codd a Principios de los 70 Modelo de implementación, orientado a registro. Usa una colección de tablas para representar tanto los datos como sus relaciones Sólida base teórica. Implementado en muchos SGBD. 2 Modelo relacional El concepto principal es la tabla o relación Cada tabla o relación es un conjunto de tuplas donde cada una de ellas corresponde a una fila de la tabla Cada tupla corresponde a la descripción, en el diagrama ER, de una entidad particular o a la descripción de una relación particular entre varias entidades particulares. No hay que confundir las tablas con las relaciones del modelo Entidad Relación. Las tablas (o relaciones) valen para tipos de relaciones igual que para tipos de entidades.
Transcript of Tema 2.2 Modelo relacional v14profayadira.yolasite.com/resources/Tema 2.2 Modelo...1 Modelo...
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Modelo relacional
Creado por Ted Codd a Principios de los 70
Modelo de implementación, orientado a registro.
Usa una colección de tablas para representar tanto los datos como sus relaciones
Sólida base teórica.
Implementado en muchos SGBD.
2
Modelo relacional
El concepto principal es la tabla o relaciónCada tabla o relación es un conjunto de tuplas donde cada una deellas corresponde a una fila de la tabla
Cada tupla corresponde a la descripción, en el diagrama ER, de una entidad particular o a la descripción de una relación particular entre varias entidades particulares.
No hay que confundir las tablas con las relaciones del modelo Entidad Relación.
Las tablas (o relaciones) valen para tipos de relaciones igual que para tipos de entidades.
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Terminología del modelo relacional
EntidadIgual que en el esquema ER.Las entidades particulares se representan como tuplas o filas de la tabla.
AtributoIgual que en el esquema ER.Se representan como las columnas de la tabla.
Los valores de los atributos de las tuplas deben ser atómicos.No puede haber atributos compuestos
O se representan sus componentes individuales como atributosO se junta toda la información en un único atributo
Ej: secretaría => domicilio como atributo simple con toda la información
No puede haber atributos multivalorVeremos como convertirlos en atributos monovalor
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Terminología del modelo relacional
Esquema de una tabla o relaciónviene dado por el nombre de la tabla y una lista de atributos.
Alumnos (DNI, ApellidosYNombre, domicilio, teléfono, acceso)
El orden de los atributos en la lista no importa.
Lo fijamos porque nos viene bien para representarlo como tabla, pero cualquier permutación es válida.
Instancia de una tabla => Conjuntos de entidades particulares.
Cada entidad particular se representa como una tupla.
Cada componente de la tupla corresponde con el valor del atributo correspondiente, según el orden enunciado en el esquema de la tabla.
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Ejemplo secretaría
Ejemplo: Instancia de la tabla Alumnos:{ (01234567Z, Vázquez Prieto Manuel, Calle del Jazmín 7 4 Izq, 91-12345678, normal), ....}
…
normal9112345678Calle del Jazmín 7 4 Izq
Vázquez Prieto Manuel01234567Z
accesoteléfonodomicilioApellidosYNombreDNI
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Terminología del modelo relacional
Un tabla no puede contener tuplas repetidasExiste un conjunto de atributos que determina unívocamente a cada tupla
Los conceptos de superclave, clave candidata y clave primaria explicados en el modelo ER son válidos para el modelo relacional
Cada tabla debe tener una clave primariaLos atributos que forman la clave primaria nunca pueden tomar valores nulos
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Paso del modelo ER al modelo relacional
Se puede transformar un diagrama ER (diseño conceptual) en un modelo relacional (diseño lógico) mediante una serie de transformaciones
Tipos de entidades
Atributos multivalor
Tipos de relacionesRestricciones de cardinalidad
Entidades débiles
Generalizaciones
Agregaciones
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Tipos de entidades
Para cada tipo de entidad que no sea débil se crea una tabla con el mismo nombre y conjunto de atributos.
La clave primaria es la del diagrama ERatributo subrayado
En este punto no se indica nada acerca de los tipos de relaciones en los que participa el tipo de entidades.
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Ejemplo secretaría
En el caso de la BD de secretaría los tipos de entidades dan lugar a las tablas:
Alumnos(DNI, ApellidosYNombre, domicilio, teléfono, acceso)Suponiendo teléfono atributo monovalor
Asignaturas(Código, título, núm créditos)
Profesores(DNI, ApellidosYNombre, domicilio, teléfono)
Aulas(Edificio, núm. aula)
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Ejemplo secretaría
Ejemplo: Instancia de la tabla Alumnos{ (01234567Z, Vázquez Prieto Manuel , Calle del Jazmín 7 4 Izq, 91-12345678, normal), ....}
…
normal911234567Calle del Jazmín 7 4 Izq
Vázquez Prieto Manuel
01234567Z
accesoteléfonodomicilioApellidosYNombreDNI
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Ejemplo secretaría
Ejemplo: Instancia de la tabla Asignaturas:{ (520, FBD, 12), ....}
…
12FBD520
num. créditostítuloCódigo
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Atributos multivalor
Se crea una tabla nueva para el atributo multivalor que incluirá como atributos
la clave primaria de la entidadSerá una clave externa que apuntará a la clave primaria de la entidad
un atributo monovalor para representar valores individuales del atributo multivalor
La clave primaria de la tabla será la conjunción de la clave externa y el atributo monovalor.
EMPLEADOS (DNI, …..)
TELEFONOS (DNI, TELEF.)
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Tipos de relaciones
Para cada tipo de relación R se crea una tabla con los siguientes atributos
Los atributos de la propia relación.Los atributos que corresponden a las claves primarias de las entidades que participan en la relación
A estos atributos se les denomina claves externas, porque apuntan a claves primarias de otras tablas
Las claves externas no tiene porque ser claves primariasLos valores de las claves externas o bien aparecen en alguna tupla de otra tabla asociada a ésta, o bien son nulos.
La unión de todas las claves externas constituye una superclave de la tabla
La clave primaria depende de las restricciones de cardinalidad
En ocasiones hay que renombrar atributos para evitar tener varios con el mismo nombre.
Ej: relaciones recursivasUsar roles
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Ejemplo secretaría
Ej: En el caso de la BD de secretaría los tipos de relación dan lugar a las tablas:
Matrícula(DNI, código, nota)
Supervisa(DNISupervisor, DNISupervisado)
Imparte(DNI, código, edificio, num. aula)
ALUMNOS (DNI, …..)
MATRICULA (DNI, Código, Nota)
ASIGNATURAS (Código, …..)
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Ejemplo secretaría
Ejemplo: Instancia de la tabla Matricula:{ (01234567Z, 520, 8), ....}
…
852001234567Z
notacódigoDNI
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Restricciones de cardinalidad
Sea R relación binaria entre E1 y E2. Clave primaria de E1
Conjunto de atributos c1
Clave primaria de E2Conjunto de atributos c2
T tabla construida a partir de RAtributos de T: c1 + c2 + Atributos de R
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Restricciones de cardinalidad
Una a una
Dos superclaves para Tc1 y c2
Puede escogerse cualquiera como clave primaria
E1 E2R
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Restricciones de cardinalidad
Una a varias
Superclave para Tc2
Clave primaria
E1 E2R
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Restricciones de cardinalidad
Varias a varias
Superclave para Tc1 ∪ c2
Clave primaria
E1 E2R
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Relaciones ternarias
Supongamos que la tabla proviene de un tipo de relación R entre tres tipos de entidad E1, E2, E3
Claves primarias c1, c2, c3
Si todas la entidades participan con cardinalidad varios en R, entonces una superclave es la unión de las claves primarias de E1, E2, E3.
c1 ∪ c2 ∪ c3Clave primaria
Si algún tipo de entidad participa con cardinalidad una en R, entonces su clave primaria se puede eliminar de la superclave.
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BD secretaría
Alumnos(DNI, Apellidos y Nombre, Domicilio, teléfono, COU)
Asignaturas(Código, título, núm.créditos)
Profesores(DNI, Apellidos y nombre, Domicilio, teléfono)
Aulas(Edificio, núm. aula)
Matricula(DNI, Código, Nota)
Supervisa(DNISupervisor,DNISupervisado)
Imparte(DNI, Codigo, Edificio,NumAula)
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Tipos de entidades débiles
Una entidad débil se transforma en una tabla que incluye como atributos
Los atributos que corresponden a las claves primarias de las entidades que identifican a la entidad débil
Claves externas
Los atributos de la propia entidad débilClave parcial
La clave primaria de la tabla se forma con las claves primarias de las entidades de las que depende (claves externas) más la clave parcial
EMPLEADOS (DNI, …..)
HIJOS (DNI, NOM_HIJO, F_NAC)
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Ejemplo
Traspasar el siguiente diagrama entidad-relación a modelo relacional:
CD’s
títuloCD intérprete
Núm.serie
en
Autor
compositores DNI
canciones
título duración
NombreyApe
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Solución
compositores(DNI, NombreYApe)
CDs(Num.Serie, títuloCD, intérprete)
canciones(titulo, duración, Núm.Serie)
autor(DNI, titulo, duración, Núm.Serie)
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Generalizaciones
Se tratan igual que en el caso de las entidades débiles.
La relación IsA no se transforma en relación
alumnos profesores
personas
is a
Apellidos y Nombre Domicilio TeléfonoDNI
acceso
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Ejemplo secretaría
personas(DNI, ApellidosyNombre, Domicilio, teléfono).
alumnos(DNI, acceso)
profesores(DNI)
alumnos profesores
personas
is a
Apellidos y Nombre Domicilio Teléfono DNI
acceso
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Agregaciones
La tablas asociadas a las entidades o relaciones dentro o fuera de la agregación se construyen de la manera habitual
La tabla asociada a la relación que asocia la agregación a otra entidad se construye de la siguiente manera
Tiene como atributos ala clave primaria de la entidad
la clave primaria de la relación de la agregación con la que se asocia
sus propios atributos si los tuviera
La clave primaria se construye de la forma habitual según el tipo de restricción de cardinalidad
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Ejemplo
Equipos (nombre, …..)
Juega (casa, fuera, resultado)
Empresas (nombre, …)
Arbitro (DNI, …)
Anuncia (casa, fuera, nombre)
Arbitra (casa, fuera, DNI)
Equipos
Árbitros
Resultado
Fuera de casa
Juega
Casa
Arbitra
Partidos
Empresas
Anuncia
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Cuestiones de diseño
A veces se pueden combinar 2 o más tablas en una solaRelación binaria con restricciones uno a uno
Relación binaria con restricciones varios a uno
Generalizaciones
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Cuestiones de diseño
Relación binaria con restricciones uno a unoElegir una de las entidades e incluir en su esquema de tabla
como clave externa a la clave primaria del otro esquema
más los atributos de la propia entidad.
mantener las claves primarias
si alguna participación es parcial pueden aparecer valores nulosclave externa en entidad con participación total
Combinar los esquemas de tabla correspondientes a las dos entidades en un solo esquema.
con los atributos de las dos entidades
como clave primaria una de las claves primarias iniciales
es apropiado cuando las dos participaciones son totales
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Cuestiones de diseño
Ejemplo 1: participación total de una entidad y parcial de la otra
Utilizando la transformación habitual en restricciones uno a unoquedaría el siguiente esquema de base de datos:
EMPLEADOS (DNI, …..) DEPTOS(COD, …)
DIRIGE (DNI, COD)
En este ejemplo la tabla de empleados almacena datos sobre muchos de ellos que no dirigen departamentos (la participación en la relación es parcial)
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Cuestiones de diseño
Si incluimos en la tabla EMPLEADOS una clave externa a la clave primaria de DEPTOS podemos eliminar la tabla DIRIGE
Si incluimos en la tabla EMPLEADOS una clave externa a la clave primaria de DEPTOS podemos eliminar la tabla DIRIGE
Está última es la más eficiente debido a la participación total de DEPTOS
No hay valores nulos
EMPLEADOS (DNI, …..COD)
DEPTOS(COD, …)
DEPTOS (COD, …., DNI)
EMPLEADOS (DNI, …)
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Cuestiones de diseño
Ejemplo 2: participación total de las dos entidades
Utilizando la transformación habitual en restricciones uno a uno quedaría el siguiente esquema de base de datos:
Examinando detenidamente la semántica del esquema se aprecia que las dos entidades participan totalmente de la relación, por lo que es posible almacenar la misma información sin utilizar la tabla DIRIGE
DIRECTORES (DNI, …..) DEPTOS(COD, …)
DIRIGE (DNI, COD)
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Cuestiones de diseño
Si incluimos en la tabla DIRECTORES una clave externa a la claveprimaria de DEPTOS podemos eliminar la tabla DIRIGE
DIRECTORES (DNI, …..COD)
DEPTOS(COD, …)
Con esta alternativa duplicamos menos informacióntambién colocando DNI como clave externa en DEPTOS
Pero podemos dejarlo en una sola tabla si combinamos los esquemas de ambas tablas
DIRIGE (DNI, …..COD, ….)
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Cuestiones de diseño
Relación binaria con restricciones varios a unoIncluir en el esquema de tabla de la entidad con restricción varios
como clave externa a la clave primaria del otro esquema
más los atributos de la propia entidad.
mantener las claves primarias
si la participación de la parte varios es parcial pueden aparecer valores nulos
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Cuestiones de diseño
EsquemaPersonas(DNI, Apell.)Países(Nombre)Nacida(DNI, Nombre)
Nuevo Esquema:Personas(DNI,Apell, PaisNac)Países(Nombre)
Personas Países Nacida Apell.
DNI
Nombre
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Cuestiones de diseño
Ejemplo 3: BD SecretaríaLa relación Supervisa puede fusionarse en una única tabla.
EsquemaProfesores(DNI, Apellidos y nombre, Domicilio, teléfono)
Supervisa(DNISupervisor,DNISupervisado)
Nuevo EsquemaProfesores(DNI, Apellidos y nombre, Domicilio, teléfono, DNISupervisor)
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Cuestiones de diseño
GeneralizaciónSe puede reducir a una sola tabla poniendo un campo discriminante y poniendo los atributos de todas las alternativas
Ejemplo secretaría
Esquemapersonas(DNI, ApellidosyNombre, domicilio, teléfono).alumnos(DNI, acceso)profesores(DNI)
Esquema modificadopersonas(DNI, ApellidosyNombre, domicilio, teléfono, AlumnOProfe, acceso)
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Cuestiones de diseño
Generalización 2Se puede utilizar una tabla por entidad concreta repitiendo en cada tabla los atributos comunes.
Ejemplo secretaría
Esquemapersonas(DNI, ApellidosyNombre, domicilio, teléfono).
alumnos(DNI, acceso)
profesores(DNI)
Esquema modificadoalumnos(DNI, ApellidosyNombre, domicilio, teléfono, acceso)
profesores(DNI, ApellidosyNombre, domicilio, teléfono)
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Resumen de transformaciones
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE22)R(AE11, AE21, AR)
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE22)E3(AE31, AE32)R(AE11, AE21, AE31, AR) Si E3 tuviera cardinalidad 1R(AE11, AE21, AE31, AR)
N N
N NN
E1(AE11, AE21, AE12, AR) E2(AE21, AE22)N 1
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Resumen de Transformaciones (cont.)
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE22)R(AE11, AE21, AR) ó
E2(AE21, AE22) E1(AE11, AE12, AE21*, AR*)
*Los atributos pueden ser nulos
N 1
E1(AE11, AE21, AE12, AR) E2(AE21, AE22) ó
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE11, AE22, AR) ó
E1(AE11, AE12, AE21, AE22, AR)
1 1
E2(AE21, AE22)E1(AE11, AE12, AE21, AR)N 1
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Resumen de Transformaciones (cont.)
E1(AE11, AE21, AE12, AR) E2(AE21, AE22)
E1(AE11, AE21*, AE12, AR*) E2(AE21, AE22) ó
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE11*, AE22, AR*)ó
E1(AE11, AE12) E2(AE21, AE22)R(AE11, AE21, AR)
*Los atributos pueden ser nulos
1 1
1 1
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Ejemplo
Se necesita una base de datos para una empresa, cuyos requisitos son los siguientes:
La compañía está dividida en departamentos. Cada uno de los departamentos tiene un nombre único, un número único y un cierto empleado que lo dirige, interesando además almacenar la fecha en la que el empleado comenzó a dirigir el departamento. Un departamento puede estar distribuido en varios lugares (puede tener distintas direcciones).Cada departamento controla un cierto número de proyectos, cada uno de los cuales tiene un nombre y un número únicos.Para cada empleado se almacenará el nombre y apellidos, DNI, dirección, salario, sexo y fecha de nacimiento. Todo empleado está asignado a un departamento, y podrá trabajar en varios proyectos que no necesariamente deberán ser controlados por el mismo departamento. Interesa almacenar el número de horas por semana que un empleado trabaja en cada proyecto, y también quién es el supervisor de cada empleado.Se quieren tener datos también de la familia (mujer e hijos) de cada empleado para cuestiones del seguro social. Estos datos serán el nombre, el sexo, la fecha de nacimiento y su parentesco con el empleado.
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Cardinalidad versus Participación
Cardinalidad de una relaciónLa cardinalidad de una relación es el número de entidades particulares que están relacionadas con una entidad particular de otro conjunto de entidades.
Participación de una entidad en una relaciónSe dice que una entidad E tiene participación total en una relación r si cada entidad particular e ∈ E se encuentra en alguna tupla de ren otro caso se dice que la participación es parcial.
Una restricción de participación (min, max) de un tipo de entidades E en un tipo de relación R indica que en todas las instancias válidas de la BD se verifica que para cada entidad particular de E aparecen entre min y max tuplas en la relación.
Participación total => min = 1Participación parcial => min = 0
